市政工程施工中地下管线的保护问题分析

发表时间:2021/4/15   来源:《工程管理前沿》2021年2期   作者:姚雪娇
[导读] 现如今我国各大城市的地下工程发展与过去相比有了非常大的进步,
        姚雪娇
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        摘要:现如今我国各大城市的地下工程发展与过去相比有了非常大的进步,但为了缓解各大城市的生活压力,保证城市生活方面的稳定运行,各大城市纷纷展开了城市建设工作,且整体的实施效果也非常理想。但是,由于市政工程的施工点都在较复杂的生活密集区,所以只要稍微不注意就会直接对周围环境造成影响。本文主要针对市政工程施工对城市地下管线的影响进行分析,希望能够为市政施工提供参考。
        关键词:问题分析;地下施工;地下管线;市政工程
        前言:如今我国用来描述管线变形的参数指标类型非常多,如底层位移差、管线位移等,这些都是当前使用较多的方法,但从市政工程施工的角度来看,在实际施工中,施工单位都是通过监测地表沉降、管线接口等指标来分析地下管线是否安全。我国计划用10年左右时间,建成较为完善的城市地下管线体系,使地下管线建设管理水平能够适应经济、社会、民生发展的需求,应急防灾,保障生活需要。
        一、市政工程中地下管线的分类
        城市地下管线是指城市范围内供水、排水、燃气、热力、电力、通信、广播电视、工业等管线及其附属设施,是保障城市运行的重要基础设施和“生命线”。可因为地下管线的种类非常多,且相关的质量、用途也有很大差距,因此也造成管线安全要求之间的差距。如施工单位要想保证市政工程施工的顺利开展,其就必须要加强对地下管线的保护进行分析研究。
        二、地下管线对市政工程施工影响的分析
        1.1刚性接口地下管线对市政工程施工影响的分析
        在实际施工中,一旦市政工程施工受到影响,那么地下管线竖向位移也会出现一定的变化,甚至还有可能出现向两方面移动的现象。从而影响后续工作的顺利开展。所以,为了保证实际的施工质量,施工单位一定要特别注重管线位移的方向,也只有这样才能保证整体的施工效率。基于此,本文首先针对地下管线的竖向位移展开研究,具体的内容如下:
        当管线周围的土地介质比较均匀时,施工单位就可以利用弹性地基来进行假设。正常情况下,管线在变形时是不会与周围土体发生任何反应的,所以施工单位也不需要分析土地与管线之间的关系。当土体与管线进行反复接触后,这时的管线变形与土体下沉也会呈相等状态。
        一般情况下,当接口处的抗弯刚度与管身刚度大致相同时,施工单位在计算刚度时就不需要再计算管身材料与接口处材料之间的差距,且这些问题可以直接看成是刚性问题。
        1.2柔性接口地下管线对市政工程施工影响的分析
        可以看到,除了地下管线有刚性接口之外,在实际运用中也还有非常多类型的接口形式,也正是因为有众多不同类型的接口,这才造成了不同接口管线力学特征之间的差距。但需要注意的是,如果柔性接口的地下管道出现变形,那么这就会直接造成接口处的变化,即可能会出现一定的转动,如果情况严重还会形成管道接口的掉落,且直接影响到后续工作的开展。有调查数据显示,我国大部分施工案例都是因为受到这类因素影响导致管线无法体现出价值,所以为了杜绝这些这问题,施工单位就必须要结合实际情况来分析柔性接口地下管道变形的原因、计算理论等,也只有这样才能体现出管线自身的优势与作用。
        三、市政工程施工中地下管线保护问题的分析
        为了保证施工的质量,市政工程施工中管道的控制应按照相应的标准进行,方能确保施工的质量。管道内的沉降控制标准:管道连接两个局部倾角不能大于b/1000(b为管段长度)。管接头开式值控制标准:当管接头旋转角度或接头开口值小于容许值时,管接头处于安全状态,否则会产生泄漏或损坏,影响使用。

通过制定和落实上述控制标准,可以保护市政工程施工中地下管线问题的安全性和完整性。
        在施工过程中,地下管线刚度超过土体刚度,施工将导致土层内的土层移动位移,地下管线将限制锚固区管道位移。混凝土施工引起的地层位移,将在地下管道的作用下产生许多变化,主要体现在管道纵向弯曲的影响。在地下管线对施工的影响下,管道的竖向位移较大,导致管道横向弯曲。在施工过程中,当土体在施工时,管道和隧道轴线的影响以及管道与隧道开挖之间的相对位置,当影响最为明显时,则发生位移。
        四、市政工程施工中对地下管线保护措施
        (1)市政工程施工过程中,有许多影响地下管线的因素,其中断面尺寸和隧道埋深直接影响到地下管线的安全,开挖面与管道的距离和注浆程度将影响到地下管线的完整性。在施工中,大部分采用的方法都是对管道进行保护遮蔽,这种方法虽然避免了对管道产生直接伤害,但是后期的土层位移依然会影响到管道的安全。
        (2)此外,管道联合类型的影响以及隧道在地下施工中的相对位置也更加突出,管道的类型和管道和隧道的相对位置在结构上是多样化的。一些直线与隧道弯矩图的轴线垂直平行,在曲率的顶部可以看到,这是最不利的位置。在管道的连接方面就需要最大化避免出现这个位置,以确保管道的安全。
        (3)在施工过程中,土体类型和管道材料将影响管道的完整性,管道变形和位移的土体类型以及不同管道,应采用不同的理论分析,通过支护、土体和管道耦合分析模型来应用。当土刚度小于管道时,应采用结构模型分析方法,弹性地基梁是典型的分析和应用方法。
        (4)通过对这些层次的分析以及研究,可以对解决市政工程隧道施工带来的管道影响提供一定的借鉴与帮助,在实际的施工过程中,影响到土层变化和管道安全的因素是非常多的,但最主要的因素就是施工引起的地层位移,因此要在施工过程中采取多样化的保护措施,减少地下管线隧道施工造成的土体位移,从而最大程度地减少地下管线的应力和位移。通过综合应用土层加固保护措施和隔震保护措施,实现施工前地下管线和施工段的加固。在隔离法保护措施应用中,主要是利用设施、根桩和混合桩限制周围土体的位移。
        五、市政工程施工对地下管线受力变形因素的分析判定
        在市政施工过程中,它受到许多因素的影响,也会影响到地下管道,导致管道应力和变形。当地下隧道掘进方向与巷道的开挖方向正交时,对受力的状况是不利的,在椭圆形土体运动平面应用中,提出了一种估算无排水条件的方法,由于土壤流失所引起的任何位置土体位移解,可以运用公式和数值计算地下管道的变形因素,合理制定解决问题的应对措施。
        在市政工程地下施工过程中,施工中地下管线安全判别分析,必须采用科学方法对地下管线进行安全识别。通过对刚性管道应力判别法的应用,更有利于解决实际问题。刚性管道的纵向弯曲应力在控制管道应力方面起着重要作用。当管道的弯曲应力大于允许值时,很容易发生破坏和泄漏质量问题。
        结语
        综上所述,本文是以综合研究理论来作为基础,然后利用数值模型与理论分析的方式来对市政工程施工对城市地下管线的影响进行分析,最后结合实际工程现状与各项意见来提出相应的解决对策。施工单位可以利用弹性地基来进行假设时,然后选用初参数法来给出垂直于城市地下管线的竖向位移计算方式,最后再结合现状来分析地下管线位移与转角之间的影响。施工单位一定要了解变形控制方法和应对保护措施,这样才能通过所获取到的数据来解决两者之间的关系。
        参考文献
        [1]城市隧道施工影响下地下管线变形破坏特点及渗漏水影响机理[D].杨光.北京交通大学2017(02):226-227.
        [2]基于既有地下管线使用安全地铁暗挖施工地表沉降控制基准[D].孙硕.石家庄铁道大学2017(06):306-308.
        [3]城市隧道施工影响下地下管线变形破坏特点及渗漏水影响机理[D].杨光.北京交通大学2017(07):114-115.
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